维 分布是多元高斯分布。用分形布朗运动模型来模拟网络流量M(t)，i = l，...，K的分布其定 _ Κ 义为：4：(^ = rnj:+ eR，而A( t)是Ai(t)累加的过程虞t) = [ 4份，则可以写 i=l 为：_ + t R >其中A (t)表示t时刻的到达的网络流量，m为到达数据流量 的平均速率，a为到达数据流量的方差。ZH⑴是均值为"0"，方差Var[ZH(t)]=|t| 2H的高斯 随机过程。Η为Hurst参数并且满足//e [^, i]。 Σ.
[0044] 3.流量聚合:WiMAX的传输速率远小于ΕΡ0Ν中的传输速率，0NU-BS将收集所有SS子 基站发来的消息，并且将各个子基站发送的低速率业务合并，提高业务的传输效率。
[0045] 4.数据包分类:在IEEE802.16标准中将WiMAX的QoS服务分成5类：主动授权服务 (Unsolicited Grant Service，UGS)、实时轮询服务（Real-time polling service，rtPS)、 扩展实时轮询服务（extended Real-time service，ertPS)、非实时轮询业务(non-real-time Polling Service, nrtPS)、尽力而为服务 (Best Effort service, BE)。它们的优先级 从高到低依次为:UGS用于提供语音业务voip;第二个为rtPS用于多媒体应用程序以及在线 实时的应用程序中提供零星的流量和带宽；第三个为ertPS是在周期性基础上生成可变大 小的数据分组，很适合应用于零星的实时应用;第四个为nrtPS用于密集文件的下载不要求 实时。最后则是BE服务这类服务不保证带宽也没有时延的要求，是最低优先级的业务。根据 WiMAX的标准将所接收到的业务分成上述5个类别。
[0046] 5.流量整形:流量整形为了使数据速率与设备相匹配，对输出数据的速率进行控 制，对超出流量约定的数据进行缓存，并在合适的时候将缓存的数据发送，以避免不必要的 数据丢弃和拥塞。流量整形的主要思想是:将输入的分组数据包缓存并组成虚拟队列，采用 流量整形算法来调整虚拟队列的顺序和控制输出分主流的速率，从而改变输入分组流的速 率。流量整形策略可以平滑分组数据流，调整进入网络的流量的速率和容量。
[0047] 令牌桶算法是流量整形中一种最常用整形算法，令牌桶算法的控制机制是通过令 牌桶中的令牌数量来控制数据分组的发送。用两个参数来描述令牌桶:r代表产生令牌的速 率，b表示桶中的令牌数量。令牌桶的工作原理为：以恒定的速率r往令牌桶中添加令牌，当 令牌桶中的令牌达到最大值时，多余的令牌将被丢弃。网络数据包到达令牌桶时，需要获取 相应的令牌后，才能被转发。转发后删除令牌桶中被获取的令牌数量。如果数据包到达时没 有获得足够的令牌数量，则缓存数据包，等待令牌增加，直至获得足够的令牌后转发，若缓 存的数据超过存储设备的大小则会丢弃新到达的数据包。
[0048] 不同于传统网络的流量整形，在融合网络中，由于不同网络之间的数据帧结构不 同，考虑到WiMAX中区分了 5种优先级不同的业务，所以建立5个令牌桶算法对5个业务分别 进行流量整形。按照WiMAX中5种业务的优先级顺序设置不同的令牌桶参数。结合自相似流 量的特性以及令牌桶输出流量的特性，利用欧拉拉格朗日乘数法建立最佳令牌桶参数(r， b)的计算公式，然后根据共享缓存的动态调整策略，通过业务所占的缓存大小来减少业务 的丢失率，通过丢失率的改变反馈给令牌桶，进而令牌桶的参数(r，b)也会随之得到调整， 以便提高整个融合网络对突发业务的处理能力以及保证整个网络业务的QoS。
[0049] 首先将网络数据通过令牌桶的数学模型定义为:L(t)=rt+b，其中L(t)为令牌桶 输出流量，t为数据突发时间间隔，r为令牌产生速率，b为令牌桶容量。为了不让数据包被丢 弃，则令牌桶输入流量A (t)小于等于令牌桶的输出流量L (t)即是:A (t )< r t+b = L (t)，将满 足公式限制条件的参数(r，b)所组成的曲线称为突发曲线b = b(r)。
[0050] (1)突发曲线的计算:QoS中丢失率是一个重要的指标，根据FBM的特点得到令牌桶 输入的流量为.4(〇 = /?r + ⑴，将超过令牌桶的输出流量L(t) =rt+b的概率定义为ε : ?· = Pr(/i〇.) > L⑴)=PrCmt+A/^ZJl) > rt+b) <其中m为到达数据流量的平均速率，a为到达 数据流量的方差。ZH⑴是均值为"0"，方差为Var[ZH(t)]=|t|2H的高斯随机过程。Η为Hurst 参数并且满足// e & J]。r为令牌产生速率，b为令牌桶容量，t为突发时间间隔。
[0051] 根据FBM存储服务模型将令牌产生速率r等效为服务速率，将令牌桶容量b等效为 数据缓存，可以得到：
），其中k(H)=HH(l-H)P H和 f(y) = RZ, > f(y)是一个标准的高斯分布函数。根据标准高斯过程的特性及未来近似 不等式，能得出ε的近似值
其中k(H)=HH(l-H)PH，通过ε的表 达式，得到FBM自相似模型与令牌桶参数的数学关系，将ε作为已知变量，通过数学变换进一 步得到令牌产生速率r的表达式：
[0052] (2)代价函数:r的表达式描述了令牌桶参数(r，b)与丢失率ε的关系，给出具体的 到达数据流量的平均速率m，到大流数据量的方差a，Hurst参数Η，丢失概率ε，求出突发曲线 b = b(r)。突发曲线上的每一个点都代表一对满足条件的令牌桶参数(r，b)，为了找出最佳 的令牌桶参数(r，b)，需要找出一个代价函数。点(m，0)在突发曲线上的物理意义是数据正 好通过令牌桶没有突发数据的情况。因此可以将点(m，0)到突发曲线的最短距离作为代价 函数。根据b = b(r)是一个单调的递减函数，当r的设置为统计意义上的数据流量到达的平 均速率时，能使得数据流量的突发在一个很小的范围内。突发曲线上到点(m，〇)距离最短的 点(r，b)，就为当前的丢失概率ε下的最佳令牌桶参数(r'P)。定义点(m，0)到突发曲线最小 距离函数为代价函数
[0053] (3)最佳令牌桶参数:最佳令牌桶参数的求解转换为求突发曲线上的点到点(m，0) 的最小值，根据欧拉-朗格朗日乘数法的思想，将r的表达式经过数学变换后作为目标条件：
，结合代价函数和目标条件构造欧拉-朗 格朗日乘数法方程组$(^13，人）=「（^13)+人人（^13)，通过计算解出最佳令牌桶参数(，，
[0054] (4)动态缓存:在数据包被流量分类后进入流量整形阶段时，所有业务流量都会缓 存在公用的缓存中，定义B为数据缓存总量，Bucs、BrtPS、BertPS、BnrtPS、BBE分别为各个业务所占 缓存大小。那么可以得到:B = BuGS+BrtPS+BertPS+BnrtPS+BBE，根据令牌桶算法的工作原理，当令 牌桶中数量不足时数据将会被缓存，可以得出令牌桶容量b与数据缓存B的关系：当b不为0 时，B为0;当B不为0时，b-定为0。所以在有数据包丢失时，令牌桶容量b就为0,以UGS业务为 例，它的丢失率￡ugs的计算公式如下：
其中AugsU)为UGS业务的到 达流量，ms为UGS业务的令牌桶产生31 率，Bus为UGS业务所占的缓存大小，t为时间间隔。将eucs带入最佳令 牌桶参数的公式中能求出对应的ΤΒ〇ρ?(Γ'Ρ)从而得到rUGS。进而求出Bugs的表达式为：
队
， k(H)=HH(l-H)PH，mucs为UGS业务流量到达的平均速率，a ucs为UGS业务流量到达的方差。由 上式可以得出随着丢失率的减小，缓存会增加。缓存的数据越多数据的丢包得越少，从而丢 包率就会下降。但是数据的缓存不可能无限的增加，如果仅仅增加 UGS业务的缓存，其他四 种业务的缓存必将减小，这样就会导致其他业务的QoS无法得到保证，因此增加缓存时应遵 守规则，当高优先业务出现丢失率过大时，通过占用其他业务的缓存来增加自己的缓存，从 而减少丢失率。定义业务的缓存临界值为业务QoS规定的丢失率达到最大值时的缓存值，如 Bmin_nrtPS为当nrtPS业务的丢失率达到emaxnrtPS时的临界缓存值。以UGS业务为例，当UGS业务 出现丢失率时，减少BE业务的缓存来增加 UGS业务的缓存，若当BE业务的缓存减少至0后，然 后开始减少nrtPS业务的缓存，当nrtPS业务的缓存减少到临界值，停止减少nrtPS的缓存， 若此时UGS业务还存在丢失率，则按照上述规则依次减少ertPS业务和rtPS业务直至都达到 临界值，停止UGS业务的动态调整过程。
[0055] 6.QoS映射：因为ΕΡ0Ν与WiMAX对业务的分类不同，业务的绝对优先级不同，为了得 到业务的相对优先级，将UGS和rtPS业务映射成EF业务;ertPS和nrtPS业务映射成AF业务； 最后BE业务依旧映射成BE业务。在映射中米用无优先级服务模式即是FCFS先来先服务的策 略，也就是说rtPS业务在缓存中不会因为UGS业务的到来而中断。
[0056] 7.发送至0LT:经过整形以及QoS映射后的上行业务，将会依照ΕΡ0Ν